DE60316083T2

DE60316083T2 - piston compressor

Info

Publication number: DE60316083T2
Application number: DE60316083T
Authority: DE
Inventors: Haruo Miura; Shigeru Arai; Youichirou Fukai; Yasuo Fukushima
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: EP1403515B1; US20040057842A1; DE60316083D1; US7052250B2; EP1403515A3; JP2004116329A; EP1403515A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenverdichter zum Verdichten eines Arbeitsgases auf einen überhohen Druck, und insbesondere auf einen zweistufigen Kolbenverdichter, der zum Verdichten von gasförmigem Wasserstoff insbesondere für den Einsatz in einer Autobrennstoffzelle geeignet ist.The The present invention relates to a reciprocating compressor for Compressing a working gas to an excessive pressure, and in particular to a two-stage reciprocating compressor, which is used to compact gaseous Hydrogen in particular for suitable for use in a car fuel cell.

Beispielsweise ist in dem Katalog "A Diaphragm Compressor" (Membrankompressor), ausgegeben im Juni 1982 von TEISAN, Co. Ltd., bereits beschrieben, dass zur Verhinderung des Einmischens von Schmieröl in eine Prozessstraße in herkömmlicher Weise ein Membrankompressor als Verdichter zum Verdichten des Arbeitsgases verwendet wird. Aufgrund der Möglichkeit, ein Einmischen von Schmieröl zu unterbinden, hat man vorgeschlagen, einen solchen Kompressor als Verdichter von gasförmigem Wasserstoff in einer Autobrennstoffzelle zu verwenden.For example is in the catalog "A Diaphragm Compressor "(diaphragm compressor), issued in June 1982 by TEISAN, Co. Ltd., already described, that for preventing the mixing of lubricating oil in a process line in conventional Make a diaphragm compressor as a compressor for compressing the working gas is used. Because of the possibility a mixing in of lubricating oil To prevent, it has been proposed to such a compressor as a compressor of gaseous To use hydrogen in a car fuel cell.

Inzwischen sind beispielsweise in dem US-Patent 3,657,973 , dem britischen Patent 1,312,843 , der japanischen Patentveröffentlichung Sho 48-12500 (1973) ( US-Patent 3,677,107 ), dem US-Patent 3,801,167 und dem US-Patent 3,510,233 Verdichter beschrieben, die Arbeitsgas auf einen Druck von über 300 MPa zur Verwendung in einer großtechnischen Anlage von 20.000 bis 30.000 KW verdichten. Unter diesen Druckschriften wird bei dem in dem US-Patent 3,657,973 beschriebenen Kompressor die Drehbewegung einer Kurbelwelle in eine Hin- und Herbewegung eines Kreuzkopfs in Rahmenbauweise umgewandelt. Dabei bewegt sich ein Kolben hin und her, während zusammen mit einem Führungszylinder eine Stange geführt und das Arbeitsgas auf einen hohen Druck in der Verdichtungskammer verdichtet wird, die an einem Endteil des Kolbens ausgebildet ist.Meanwhile, for example, in the U.S. Patent 3,657,973 , the British Patent 1,312,843 , of the Japanese Patent Publication Sho 48-12500 (1973) ( U.S. Patent 3,677,107 ), the U.S. Patent 3,801,167 and the U.S. Patent 3,510,233 Compressor described that compress working gas to a pressure of about 300 MPa for use in a large-scale plant of 20,000 to 30,000 KW. Among these documents, in which in the U.S. Patent 3,657,973 described compressor converted the rotational movement of a crankshaft in a reciprocating motion of a crosshead in frame construction. At this time, a piston reciprocates while a rod is guided together with a guide cylinder and the working gas is compressed to a high pressure in the compression chamber formed at an end portion of the piston.

Weitere Einzelheiten eines solchen Querkopfs in rahmenförmiger Bauweise nach dem Stand der Technik sind in dem vorstehend erwähnten GB-Patent 1,312,843 sowie der JP-Patentveröffentlichung Sho 48-12500 (1973) beschrieben. In diesen Dokumenten hat der Querkopf in rahmenförmiger Bauweise einen oberen Teil, einen unteren Teil und einen Mittelteil, die mit Hilfe eines Klemmbolzens verbunden sind, der sie gleichzeitig zusammenklemmt. Ferner hat eine Verbindungsstange einen solchen Aufbau, dass sie in einen Kreuzzapfenteil und einen Kurbelwellenteil verteilt oder getrennt ist. Weitere Einzelheiten eines Führungskolbens in einem solchen herkömmlichen Verdichter sind in dem vorstehend erwähnten US-Patent 3,801,167 gezeigt, während Einzelheiten einer Stangen-Packungsdichtung in dem vorstehend erwähnten US-Patent 3,510,233 gezeigt sind.Further details of such a cross-shaped frame according to the prior art are in the above-mentioned GB Patent 1,312,843 as well as the Japanese Patent Publication Sho 48-12500 (1973). In these documents, the crosshead in a frame-shaped construction has an upper part, a lower part and a middle part, which are connected by means of a clamping bolt, which clamps them together at the same time. Further, a connecting rod has such a structure that it is distributed or separated in a cross-pin part and a crank-shaft part. Further details of a guide piston in such a conventional compressor are in the aforementioned U.S. Patent 3,801,167 while details of a rod packing seal in the above-mentioned U.S. Patent 3,510,233 are shown.

Da sich ein großer Teil des Schmieröls in die Prozessstraße einmischen würde, wenn die Membran bricht, ist es bei dem in dem Katalog "Diaphragm Compressor" (Membrankompressor) von TEISAN, Co. Ltd. beschriebenen Verdichter in Membranbauweise deshalb erforderlich, die Betriebssicherheit der Membran festzustellen. Aus diesem Grund muss die Membran unter der Spezifizierung eines hohen Drucks oder überhohen Drucks stark und groß bemessen sein sowie zweckmäßigerweise in der Größe kompakt ausgeführt werden.There a big one Part of the lubricating oil in the process road to interfere if the membrane breaks, it is in the catalog "Diaphragm Compressor" (Diaphragm Compressor) from TEISAN, Co. Ltd. described compressor in membrane design therefore necessary to establish the reliability of the membrane. For this reason, the membrane must under the specification of a high pressure or excessive Pressure strong and large be and expediently compact in size accomplished become.

Bei den in dem US-Patent 3,657,973 , dem GB-Patent 1,312,843 , der JP-Patentveröffentlichung Sho 48-12500 (1973) ( US-Patent 3,677,107 ), dem US-Patent 3,801,167 und dem US-Patent 3,510,233 beschriebenen Verdichtern ist jeder der Kreuzköpfe in seiner Form komplex, was von der Auslegung des Verdichters abhängt, und hat eine gesteigerte Anzahl von Schritten für die Montage oder Demontage des Verdichters. Ferner wurde in diesen Dokumenten in bestimmtem Maße in Betracht gezogen, dass das Arbeitsgas des Verdichters einen Leckstrom aus ihm heraus hat, jedoch reicht diese Berücksichtigung noch nicht aus, insbesondere in dem Fall, in dem das Arbeitsgas, wie gasförmiger Wasserstoff, entflammbar ist.In the in the U.S. Patent 3,657,973 , the GB Patent 1,312,843 , of the Japanese Patent Publication Sho 48-12500 (1973) ( U.S. Patent 3,677,107 ), the U.S. Patent 3,801,167 and the U.S. Patent 3,510,233 Each of the crossheads is complex in shape, depending on the design of the compressor, and has an increased number of steps for assembling or disassembling the compressor. Further, in these documents, it has been considered to some extent that the working gas of the compressor has a leakage current out of it, but this consideration is not enough, especially in the case where the working gas such as gaseous hydrogen is flammable.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Ein Ziel nach der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen kleinen und kompakten Kolbenverdichter bereitzustellen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kolbenverdichter zu erzielen, der zum Verdichten von gasförmigem Wasserstoff geeig net ist, der in einer Autobrennstoffzelle verwendet wird. Nach der vorliegenden Erfindung soll wenigstens eines dieser vorstehend erwähnten Ziele erreicht werden.One The aim of the present invention is to provide a small and to provide a compact reciprocating compressor. Another goal The present invention is a piston compressor to achieve net for the compression of gaseous hydrogen is used in a car fuel cell. After the present The invention is intended to achieve at least one of these objects mentioned above be achieved.

Nach der vorliegenden Erfindung wird zum Erreichen des vorstehenden Ziels ein Kolbenverdichter mit einer Kurbelwelle; mit einer Verbindungsstange, die mit ihrem einen Ende mit der Kurbelwelle verbunden ist; mit einem Kreuzkopf, der mit dem anderen Ende der Verbindungsstange sowie mit einem Paar von Zwischenschäften verbunden ist, von denen sich jeder in zueinander entgegengesetzte Richtungen erstreckt; mit einem Paar von Kolben, von denen jeder mit einem der Zwischenschäfte verbunden ist; und mit Zylindern vorgesehen, von denen jeder einen Kopfteil des Kolben aufnimmt, wobei das Paar von Kolben sich auf nahezu der gleichen Achse hin- und herbewegt und der Kreuzkopf als ein Körper ausgebildet ist.To The present invention is achieved to achieve the above object a reciprocating compressor with a crankshaft; with a connecting rod, which is connected at its one end to the crankshaft; With a crosshead, with the other end of the connecting rod as well as being associated with a pair of intermediate stems, of which each extending in opposite directions; a pair of pistons each connected to one of the intermediate shafts; and provided with cylinders, each of which has a head portion of Piston picks up, with the pair of pistons being almost the same Axis reciprocated and formed the crosshead as a body is.

Der vorstehend beschriebene Kolbenverdichter nach der Erfindung kann auch vorzugsweise ein Kurbelgehäuse für die Aufnahme der Kurbelwelle, des Kreuzkopfs und der Verbindungsstange aufweisen, wobei auf einer Seitenfläche des Kurbelgehäuses ein Öffnungsabschnitt zum Installieren oder Herausnehmen der Kurbelwelle ausgebildet ist; das von einem der Kolben verdichtete Gas in einen Verdichtungsraum geführt wird, der zwischen dem anderen Kolben der Kolben und einem Zylinder ausgebildet ist; die Verbindungsstange ein erstes Element und ein zweites Element, die in eine zweigeteilte Form gebracht und mit der Kurbelwelle verbunden sind, und ein drittes Element aufweist, das mit einem Kreuzbolzen verbunden ist, der an einem Verbindungsabschnitt des Kreuzkopfs vorgesehen ist; jedes des Paars von Schäften einen großen diametrischen Führungsabschnitt für ein Führen des Kolbens, damit er sich hin- und herbewegt, und einen kleineren diametrischen Abschnitt hat, der auf der Seite des Kolbens angeordnet ist; jeder Schaft des Paars von Schäften einen Führungsabschnitt zum Führen des Kolbens hat, damit er sich hin- und herbewegt, und ein Dichtungsring an einer äußeren Umfangsfläche des Führungsabschnitts befestigt ist; an einer äußeren Umfangsseite der Kolben Stangen-Packungsdichtungen vorgesehen sind, die in Axialrichtung mehrstufig geschichtet sind und in einen hochdruckseitigen Dichtungsabschnitt und einen niederdruckseitigen Dichtungsabschnitt aufgeteilt sind, indem ein Mittelabschnitt der Stangen-Packungsdichtungen in ihrer Axialrichtung zu einem Ansaugströmungskanal für in den Verdichter gesaugtes Gas geführt ist; die Stangenpackung des niederdruckseitigen Dichtungsabschnitts ein Material aufweist, das weicher als das der Stangenpackung des hochdruckseitigen Dichtungsabschnitts ist; und die Stangenpackung des niederdruckseitigen Dichtungsabschnitts ein Harzmaterial aufweist.The above-described Kolbenver The closer according to the invention may also preferably comprise a crankcase for receiving the crankshaft, the crosshead and the connecting rod, wherein on a side surface of the crankcase, an opening portion for installing or removing the crankshaft is formed; passing the gas compressed by one of the pistons into a compression space formed between the other piston of the piston and a cylinder; the connecting rod has a first member and a second member which are formed into a two-split shape and connected to the crankshaft and a third member connected to a cross bolt provided at a connecting portion of the crosshead; each of the pair of shafts has a large diametrical guide portion for guiding the piston to reciprocate and having a smaller diametrical portion located on the side of the piston; each shaft of the pair of shafts has a guide portion for guiding the piston to reciprocate, and a seal ring is fixed to an outer peripheral surface of the guide portion; On an outer peripheral side of the pistons, there are provided rod packing seals which are multi-layered in the axial direction and divided into a high pressure side seal portion and a low pressure side seal portion by guiding a middle portion of the rod packing seals in their axial direction to a suction flow passage for gas sucked into the compressor is; the rod packing of the low-pressure-side seal portion has a material softer than that of the rod packing of the high-pressure-side seal portion; and the rod packing of the low-pressure-side seal portion comprises a resin material.

Ferner wird auch ein zweistufiger Kolbenverdichter bereitgestellt, der eine Kurbelwelle und ein Paar von Kolben, die auf zueinander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, so dass die Kurbelwelle dazwischen auf der gleichen Achse liegt, wobei Arbeitsgas durch Umwandeln einer Drehbewegung der Kurbelwelle in eine Hin- und Herbewegung des Paars von Kolben verdichtet wird, und weiterhin Stangen-Packungsdichtungen, von denen jede in ihrer Axialrichtung mehrstufig ausgebildet und auf äußeren Umfangsabschnitten eines jeden der Kolben angeordnet ist; Zylinderringe, die an den Stangen-Packungsdichtungen an der Kopfseite eines jeden der Kolben angeordnet sind, und Zylindergehäuse aufweist, von denen jedes zur Abdeckung eines äußeren Umfangsabschnitts der Stangen-Packungsdichtung und des Zylinderrings vorgesehen sind, die so ausgestaltet sind, dass sie nahezu einen gleichen Außendurchmesser haben, wobei zwischen dem Zylindergehäuse und den Außenumfängen der Stangen-Packungsdichtung und dem Zylinderring feine Gaskanäle ausgebildet sind, die in Axialrichtung des Kolbens leiten, wodurch von den feinen Gaskanälen ein Leckkanal des Arbeitsgases gebildet wird.Further Also provided is a two-stage reciprocating compressor which a crankshaft and a pair of pistons that oppose one another Pages are arranged so that the crankshaft between them on the is the same axis, wherein working gas by converting a rotational movement of the Crankshaft compressed in a reciprocating motion of the pair of pistons and, furthermore, rod packing gaskets, each of which in their axial direction formed in several stages and on outer peripheral portions each of the pistons is arranged; Cylinder rings attached to the Rod packing seals on the head side of each of the pistons are arranged, and cylinder housing each of which is for covering an outer peripheral portion of Rod packing seal and the cylinder ring are provided which are designed so that they have almost the same outer diameter have, between the cylinder housing and the outer peripheries of the Rod packing seal and the cylinder ring fine gas channels formed which are directed in the axial direction of the piston, whereby the fine Gas channels on Leakage channel of the working gas is formed.

Nach der vorliegenden Erfindung ist bei dem vorstehend beschriebenen Kolbenverdichter vorzugsweise jeder der feinen Gaskanäle eine Nut zur Verwendung eines Schlagstifts zum Positionieren in einer Umfangsrichtung, wobei ein weiteres Zylindergehäuse vorgesehen ist, um das Zylindergehäuse an seinem Außenumfang festzulegen und dadurch einen Kühlkanal zwischen dem Zylindergehäuse und dem äußeren Zylindergehäuse zu bilden; entweder Kühlwasser oder Kühlöl durch den Kühlmantel strömt; und einer der Kolben und die Kurbelwelle miteinander durch eine Verbindungsstange, einen Kreuzkopf und einen Schaft verbunden sind, während der andere Kolben mit dem Kreuzkopf durch einen weiteren Schaft verbunden ist.To The present invention is the same as described above Piston compressor preferably, each of the fine gas channels one Groove for using a percussion pin for positioning in one Circumferential direction, wherein a further cylinder housing is provided to the cylinder housing on its outer circumference specify and thereby a cooling channel between the cylinder housing and the outer cylinder housing to form; either cooling water or cooling oil through the cooling jacket flows; and one of the pistons and the crankshaft with each other through a connecting rod, a crosshead and a shaft are connected while the connect other pistons to the crosshead through another shaft is.

Ferner ist bei dem vorstehend beschriebenen Kolbenverdichter nach der vorliegenden Erfindung das Arbeitsgas vorzugsweise gasförmiger Wasserstoff mit hohem Druck, wobei der Förderdruck des Verdichters 40 MPa entspricht oder größer ist oder 84 MPa entspricht oder kleiner ist; eine Filtereinrichtung an einer Förderseite des Verdichters vorgesehen ist, um Schmieröl zu entfernen, das in dem Arbeitsgas enthalten ist, das im Leckstrom aus dem Ver dichter fließt; und das Arbeitsgas gasförmiger Wasserstoff mit hohem Druck ist, wodurch gasförmiger Wasserstoff mit hohem Druck einer gasförmigen Wasserstoff enthaltenden Einrichtung für die Verwendung in einer Autobrennstoffzelle zugeführt wird.Further is in the above-described reciprocating compressor according to the present Invention the working gas preferably gaseous hydrogen with high Pressure, whereby the delivery pressure of the compressor is 40 MPa or greater or equal to 84 MPa or less; a filter device on a delivery side the compressor is provided to remove lubricating oil, which in the Working gas is contained, which flows in the leakage current from the United denser; and the working gas gaseous Hydrogen is at high pressure, causing high-gaseous hydrogen Pressure of a gaseous Hydrogen containing device for use in a car fuel cell supplied becomes.

KURZBESCHREIBUNG MEHRERER ANSICHTEN DER ZEICHNUNGSHORT DESCRIPTION OF MULTIPLE VIEWS OF THE DRAWING

1 ist ein Systemschema einer Ausführungsform eines Kolbenverdichters nach der vorliegenden Erfindung. 1 Fig. 10 is a system diagram of an embodiment of a reciprocating compressor according to the present invention.

2 ist eine vertikale Teilschnittansicht eines Kolbenverdichters des in 1 gezeigten Systems. 2 is a vertical partial sectional view of a reciprocating compressor of in 1 shown system.

3 ist eine veranschaulichende Darstellung des Kolbenverdichters von 2. 3 is an illustrative view of the reciprocating compressor of 2 ,

4 ist eine geschnittene Draufsicht insbesondere einer Kurbelkammer des Kolbenverdichters von 2. 4 is a sectional plan view in particular of a crank chamber of the reciprocating compressor of 2 ,

5 ist ein Längsschnitt insbesondere des Stangen-Packungsdichtungsabschnitts des Kolbenverdichters von 2, der kein Teil des beanspruchten Gegenstands ist. 5 is a longitudinal section in particular of the rod packing seal portion of the reciprocating compressor of 2 which is not part of the claimed subject-matter.

6 ist ein Längsschnitt einer Filtereinheit, die bei dem in 1 gezeigten System verwendet wird. 6 is a longitudinal section of a filter unit, which in the in 1 used system shown becomes.

7 ist ein Längsschnitt insbesondere eines Stangen-Packungsdichtungsabschnitts des Kolbenverdichters, der nicht Teil des beanspruchten Gegenstands ist. 7 is a longitudinal section, in particular of a rod packing sealing portion of the reciprocating compressor, which is not part of the claimed subject matter.

8 ist ein Systemschema des Kolbenverdichters, der nicht Teil des beanspruchten Gegenstands ist. 8th is a system diagram of the reciprocating compressor, which is not part of the claimed subject matter.

INS EINZELNE GEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION

Nachstehend wird eine Ausführungsform eines Kolbenverdichters nach der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist ein Systemschema einer Ausführungsform eines erfindungsgemä ßen Hochdruck-Kolbenverdichters mit kleiner Förderleistung. Der Kolbenverdichter 101 ist ein so genannter zweistufiger Verdichter mit einer ersten Verdichtungsstufe 102 und einer zweiten Verdichtungsstufe 103. In der ersten Verdichtungsstufe 102 ist ein Kolben 104 im Inneren eines Zylinders aufgenommen, während bei der zweiten Verdichterstufe 103 ein Kolben 105 im Inneren eines Zylinders aufgenommen wird. Die Kolben 104 und 105 sind auf der gleichen Achse oder fluchtend angeordnet.Hereinafter, an embodiment of a reciprocating compressor according to the present invention will be explained. 1 is a system diagram of an embodiment of an inventive Shen high-pressure piston compressor with low flow. The piston compressor 101 is a so-called two-stage compressor with a first compression stage 102 and a second compression level 103 , In the first consolidation stage 102 is a piston 104 taken in the interior of a cylinder, while at the second compressor stage 103 a piston 105 inside a cylinder. The pistons 104 and 105 are arranged on the same axis or in alignment.

Jeder dieser Kolben 104 und 105 ist mit einem Schaft 107a oder 107b verbunden, wobei diese Schäfte 107a und 107b über einen Motor 60 angetrieben werden, der mit einer Kurbelwelle 106 verbunden ist. Bei einem solchen Aufbau kann eine Drehbewegung in eine Hin- und Herbewegung umgewandelt werden, wodurch ein Arbeitsgas in einer Verdichtungskammer verdichtet wird, die jeweils zwischen einem Kopf des Kolbens 104 oder 105 und dem entsprechenden Zylinder gebildet wird.Each of these pistons 104 and 105 is with a shaft 107a or 107b connected, these shafts 107a and 107b about a motor 60 powered by a crankshaft 106 connected is. With such a structure, a rotary motion can be converted into a reciprocating motion, whereby a working gas is compressed in a compression chamber, each between a head of the piston 104 or 105 and the corresponding cylinder is formed.

Das Arbeitsgas strömt aus einer Ansaugöffnung der ersten Verdichtungsstufe 102 in den Verdichter für die Kompression und wird aus einer Förderöffnung der ersten Verdichterstufe 102 gefördert. Danach wird es in einen Gaskühler 109 über eine Leitung 108 für das Abkühlen geleitet. Das in dem Gaskühler 109 abgekühlte Arbeitsgas wird in einen Ansaugabschnitt der zweiten Verdichterstufe 103 geleitet, wo sein Druck weiterhin erhöht wird, und aus einer Förderöffnung der zweiten Verdichterstufe in einen Gaskühler 110 für das Abkühlen darin gebracht. Danach wird es in eine Filtereinheit 111 gesaugt, wodurch Schmieröl oder dergleichen herausgefiltert wird, das in dem Arbeitsgas enthalten ist, wonach es zur Verbraucherseite abgegeben wird.The working gas flows out of a suction opening of the first compression stage 102 in the compressor for compression and is from a delivery opening of the first compressor stage 102 promoted. Then it gets into a gas cooler 109 over a line 108 directed for cooling. That in the gas cooler 109 cooled working gas is introduced into a suction section of the second compressor stage 103 directed, where its pressure is further increased, and from a delivery opening of the second compressor stage in a gas cooler 110 for cooling in it. After that it gets into a filter unit 111 sucked, whereby lubricating oil or the like is filtered out, which is contained in the working gas, after which it is discharged to the consumer side.

2 zeigt einen Teillängsschnitt des Kolbenverdichters, der bei dem in 1 gezeigten System verwendet wird. Der Kolbenverdichter hat auf beiden Seiten einer Kurbelwelle 1 Verdichterstufen. In dieser 2 ist jedoch die Verdichterstufe auf der rechten Seite weggelassen. Der Aufbau der Verdichterstufe auf der rechten Seite ist nahezu der gleiche wie der der Verdichterstufe auf der linken Seite. In 3 ist ein Umrissschema des Kolbenverdichters von 2 gezeigt. 2 shows a partial longitudinal section of the reciprocating compressor, which in the in 1 shown system is used. The reciprocating compressor has crankshaft on both sides 1 Compressor stages. In this 2 however, the compressor stage on the right side is omitted. The construction of the compressor stage on the right side is almost the same as that of the compressor stage on the left side. In 3 is an outline of the reciprocating compressor of 2 shown.

Das Kurbelgehäuse 1 ist in etwa im zentralen Abschnitt des Verdichters 101 angeordnet. In dem Kurbelgehäuse ist ein rechteckförmiger Kreuzkopf 5 aufgenommen. An einer unteren Fläche des Kreuzkopfs 5 ist eine Führung 5b befestigt, damit der zwischen einer Aufnahmefläche 1b des Kurbelgehäuses 1 über einen Schmierfilm gleiten kann. Das Material dieser Führung 5b wird so gewählt, dass es, wie beispielsweise LBC, überlegene Gleiteigenschaften hat. An beiden Seitenflächen des Kreuzkopf 5 sind Zwischenschäfte 6 befestigt. Der Kreuzkopf 5 besteht jedoch aus einem Stück ohne Verbindungslinie und ist durch Schneiden aus einer Stahlplatte und spanende Bearbeitung hergestellt.The crankcase 1 is approximately in the central section of the compressor 101 arranged. In the crankcase is a rectangular crosshead 5 added. On a lower surface of the crosshead 5 is a guide 5b attached so that between a receiving surface 1b of the crankcase 1 can slide over a lubricating film. The material of this guide 5b is chosen to have superior sliding properties, such as LBC. On both sides of the crosshead 5 are intermediate shafts 6 attached. The crosshead 5 However, it consists of a piece without connecting line and is made by cutting from a steel plate and machining.

In eine Innenseite eines Rahmens des Kreuzkopfs 5 ist eine Kurbelwelle 2 eingeführt, die durch die Zeichenebene hindurchtritt. Die Kurbelwelle 2 ist mit einem Motor 60 verbunden. An einem Kurbelabschnitt 2a der Kurbelwelle 2 sind Verbindungsstangenelemente 3a und 3b drehbar befestigt, die eine zweigeteilte Form haben. An einem Rahmenteil des Kreuzkopfes ist an seiner linken Seite ein Kreuzbolzen 4 befestigt, der zu diesem Rahmenteil senkrecht ist. In diesem Kreuzbolzen 4 ist drehbar ein Paar von Verbindungsstangenelementen 3c eingesetzt. Diese Verbindungsstangenelemente 3c werden mit den Verbindungsstangenelementen 3a und 3b mit Hilfe eines Schraubenbolzens 3d zur Bildung eines einzigen Körpers und dadurch zur Bildung einer Verbindungsstange 3 zusammengepresst.In an inside of a frame of the crosshead 5 is a crankshaft 2 introduced passing through the plane of the drawing. The crankshaft 2 is with a motor 60 connected. At a crank section 2a the crankshaft 2 are connecting rod elements 3a and 3b rotatably mounted, which have a two-part shape. On a frame part of the crosshead is on its left side a cross bolt 4 attached, which is perpendicular to this frame part. In this cross bolt 4 is rotatably a pair of connecting rod elements 3c used. These connecting rod elements 3c be with the tie bar elements 3a and 3b with the help of a bolt 3d to form a single body and thereby to form a connecting rod 3 compressed.

Einzelheiten der Verbindungsstange 3 werden unter Bezug auf die geschnittene Draufsicht von 4 erläutert. An einer inneren Umfangsfläche eines jeden der Verbindungsstangenelemente (beispielsweise einer Kappe zur Verwendung als Großmetall) 3a und 3b, die zweigeteilt ausgebildet sind, wird eine Wellenaufnahmefläche 3f gebildet, so dass sie bezüglich des Kurbelabschnitts 2a der Kurbelwelle 2 über den dazwischenliegenden Schmierölfilm gleiten kann. In ähnlicher Weise ist an der Innenfläche der Verbindungsstange 3c eine Wellenaufnahmefläche 3g ausgebildet, so dass sie zwischen dem Kreuzbolzen gleiten kann. Diese Wellenaufnahmeflächen 3f und 3g sind beispielsweise aus Weißmetall, einer Aluminiumlegierung oder Kupferlegierung hergestellt.Details of the connecting rod 3 with reference to the sectional plan view of 4 explained. On an inner peripheral surface of each of the connecting rod members (for example, a cap for use as a large metal) 3a and 3b , which are formed in two parts, becomes a shaft receiving surface 3f formed so that they respect the crank section 2a the crankshaft 2 can slide over the intermediate lubricating oil film. Similarly, on the inner surface of the connecting rod 3c a shaft receiving surface 3g formed so that it can slide between the cross bolt. These shaft receiving surfaces 3f and 3g are made, for example, from white metal, an aluminum alloy or copper alloy.

Es wird nun ein Verfahren zum Montieren der drei Elemente der auf diese Weise gebildeten Verbindungsstange 3 erläutert. Die Kurbelwelle 2 tritt durch den Rahmen des Kreuzkopfs 5 hindurch in ihn ein, nachdem der Kreuzkopf 5 in dem Kurbelgehäuse 1 aufgenommen ist. Im Einzelnen wird der Kreuzkopf 5, der einen rahmenförmigen einstückigen Aufbau hat, von einem Öffnungsabschnitt 1a in der oberen Oberfläche des Kurbelgehäuses 1 aus (siehe 1) installiert, wonach die Kurbelwelle 2 von einem Öffnungsabschnitt 1c in einer Seitenfläche dadurch installiert wird, dass sie durch den Rahmen des Kreuzkopfs 5 hindurchtritt. Der Kreuzkopf 5 ist jedoch im Voraus durch Einführen des Kreuzbolzens 4 in eine darin ausgebildete Öffnung fixiert. Ferner wird das Paar von Verbindungsstangen 3c so montiert, dass der Kreuzkopf 5 dazwischenliegt.There will now be a method of mounting the three elements of the connecting rod thus formed 3 explained. The crankshaft 2 enters through the frame of the crosshead 5 through him, after the crosshead 5 in the crankcase 1 is included. In detail, the crosshead 5 having a frame-shaped one-piece structure, from an opening portion 1a in the upper surface of the crankcase 1 out (see 1 ), after which the crankshaft 2 from an opening section 1c installed in a side surface by passing through the frame of the crosshead 5 passes. The crosshead 5 however, is in advance by inserting the cross pin 4 fixed in an opening formed therein. Further, the pair of connecting rods 3c mounted so that the crosshead 5 between.

Als Nächstes wird der Kreuzkopf 5 zu einer gegenüberliegenden Seite der Kurbelwelle 2, beispielsweise zur Seite ganz links gedrückt. In diesem Fall ist die Kurbelwelle 2 so ausgebildet, dass der Kurbelabschnitt 2a von ihr ganz nach links gelangt. Unter dieser Bedingung wird das Verbindungsstangenelement 3b an dem Verbindungsstab 3c angebracht. Nach Drehen der Kurbelwelle 2, wodurch sie in Eingriff mit dem Verbindungsstangenelement 3b gebracht oder damit verbunden wird, wird als Nächstes das Verbindungsstangenelement 3a an dem Verbindungsstangenelement 3b befestigt. Schließlich werden diese Verbindungsstangenelemente 3a, 3b und 3c durch Verwendung des Schraubenbolzens 3d und einer Mutter 3e zusammengepresst.Next is the crosshead 5 to an opposite side of the crankshaft 2 , for example, pressed to the left side. In this case, the crankshaft 2 designed so that the crank section 2a from her to the left. Under this condition, the tie rod element becomes 3b on the connecting rod 3c appropriate. After turning the crankshaft 2 , whereby it engages with the connecting rod element 3b is brought or connected, is next the connecting rod element 3a on the connecting rod element 3b attached. Finally, these tie bar elements become 3a . 3b and 3c by using the bolt 3d and a mother 3e compressed.

Auf beiden Seitenflächen des Kreuzkopfs 5 werden mit Bolzen die Zwischenschäfte 6 festgelegt. In dem Mittelabschnitt des Zwischenschafts 6 ist ein Abschnitt 6a mit großem Durchmesser ausgebildet, um dessen Außenumfang herum ein Führungskolben 7 aufgepasst ist. Um den Außenumfangsteil des Führungskolbens 7 herum sind Nuten zum Halten eines Schuhs 9 und eines Dichtungsrings 8 darin ausgebildet, so dass sich der Führungskolben bezüglich des Führungszylinders 14 über den Schmierölfilm oder im Trockenzustand dazwischen verschieben kann. Auf einer Seite des Zwischenschafts 6, die eher dem Kreuzkopf als dem Abschnitt mit großem Durchmesser gegenüberliegt, beispielsweise auf der linken Seite in 2, ist ein Abschnitt 6b mit kleinem Durchmesser ausgebildet, der kleiner ist als der Durchmesser des Abschnitts 6a mit großem Durchmesser. Der Zwischenschaft 6 ist mit einem Kolben 11 über einen Verbindungsabschnitt 10 an seinem Kopf verbunden. Der Schuh 9 besteht aus einem Material, wie PEEK (PolyEther Ether Keton), während der Dichtungsring 8 aus einem Harz, wie Tetrafluorethylen, hergestellt ist.On both sides of the crosshead 5 be with bolts the intermediate shafts 6 established. In the middle section of the intermediate shaft 6 is a section 6a formed with a large diameter, around the outer circumference around a guide piston 7 is careful. Around the outer peripheral part of the guide piston 7 around are grooves for holding a shoe 9 and a sealing ring 8th formed therein, so that the guide piston with respect to the guide cylinder 14 can shift over the lubricating oil film or in the dry state between them. On one side of the intermediate shaft 6 that faces the crosshead rather than the large diameter portion, for example, on the left side in FIG 2 , is a section 6b formed with a small diameter which is smaller than the diameter of the section 6a with a large diameter. The intermediate shaft 6 is with a piston 11 via a connecting section 10 connected to his head. The shoe 9 consists of a material such as PEEK (Polyether ether ketone), while the sealing ring 8th is made of a resin such as tetrafluoroethylene.

Da der Abschnitt 6b mit kleinem Durchmesser dafür vorgesehen ist, eine ähnliche Funktion wie bei einem Torsionsstab zu erhalten, ist es möglich, die Verschiebung des Kolbens 11 in seiner Radialrichtung, wenn der Kolben in sein axiales Zentrum verschoben wird, aufgrund des Abriebs eines Kolbenführungsrings 28 zu absorbieren. Insbesondere ist es möglich, ein die Hin- und Herbewegung des Kolbens 11 begleitendes Schwingen in eine Richtung senkrecht zu seiner Achse durch die Flexibilität des Abschnitts mit kleinem Durchmesser zu verringern, wodurch verhindert wird, dass Arbeitsgas herausleckt und eine lange Lebensdauer der Packung erhalten wird.As the section 6b With a small diameter intended to obtain a similar function to a torsion bar, it is possible to control the displacement of the piston 11 in its radial direction, when the piston is displaced to its axial center, due to the abrasion of a piston guide ring 28 to absorb. In particular, it is possible a the reciprocating motion of the piston 11 accompanying swinging in a direction perpendicular to its axis by the flexibility of the small-diameter portion, thereby preventing leakage of working gas and obtaining a long life of the packing.

Auf beiden Seiten des Kurbelgehäuses 1 sind Zwischenschaftgehäuse 12 befestigt, von denen jedes den Zwischenschaft 6, den Führungszylinder 14 und den Verbindungsabschnitt 10 aufnimmt. An einem Mittelabschnitt dieses Zwischenschaftgehäuses 12 ist in seiner Vertikalrichtung ein Führungszylinder 14 so ausgebildet, dass der Zwischenschaft 6 eine Hin- und Herbewegung ausführen kann, während in seiner Axialrichtung eine innenseitige Distanzkammer 12a und eine außenseitige Distanzkammer 12b ausgebildet sind.On both sides of the crankcase 1 are intermediate shaft housing 12 attached, each of which the intermediate shaft 6 , the guide cylinder 14 and the connecting section 10 receives. At a central portion of this intermediate shaft housing 12 is a guide cylinder in its vertical direction 14 so formed that the intermediate shaft 6 can perform a reciprocating motion, while in its axial direction an inside spacer chamber 12a and an outside spacer chamber 12b are formed.

Der aus Wolframcarbid hergestellte Kolben 11 ist ein dünner und langer Stab, der fast den gleichen Durchmesser hat, und der nur auf der Seite des Verbindungsabschnitts 10 einen kleinen Durchmesser hat. An einer Außenumfangsseite des Kopfteils des Kolbens 11 ist ein Zylinderring 31 ausgebildet, um zwischen dem Kolben 11 eine Verdichtungskammer zu bilden. An dem Kopf des Kolbens ist ein Ventilblock 34 angeordnet. Zwischen dem Verbindungsabschnitt 10 und dem Zylinderring 31 ist ein Schaftdichtungsteil ausgebildet, das in seiner Axialrichtung in mehreren Stufen gestapelt ist.The piston made of tungsten carbide 11 is a thin and long rod that is almost the same diameter, and only on the side of the connection section 10 has a small diameter. On an outer peripheral side of the head part of the piston 11 is a cylinder ring 31 designed to be between the piston 11 to form a compression chamber. At the head of the piston is a valve block 34 arranged. Between the connecting section 10 and the cylinder ring 31 is formed a shaft seal member which is stacked in its axial direction in several stages.

Einzelheiten eines Teils des Kolbens 11 sind in 5 gezeigt. 5 ist eine vertikale Schnittansicht des Kolbens 3 und des Schaftdichtungsabschnitts. Der in dieser Figur gezeigte Dichtungsaufbau ist eine so genannte Stangen-Packungsdichtung, bei der eine große Anzahl von Kammerringen 22 in Axialrichtung geschichtet ist, während ein Zwischenring 23, ein Führungsring 24, ein Haltering 25 und ein Kammerring 26 darin zwischen einem Niederdruckring 21, der auf einer inneren Abdeckung 15 durch Aufpassen an ihr befestigt ist, welche an einer Stirnfläche des Zwischenschaftgehäuses 12 in seiner Axialrichtung angebracht ist, und einem Zylinderring 31 angeordnet sind.Details of a part of the piston 11 are in 5 shown. 5 is a vertical sectional view of the piston 3 and the stem seal portion. The seal structure shown in this figure is a so-called rod packing seal in which a large number of chamber rings 22 layered in the axial direction while an intermediate ring 23 , a guide ring 24 , a retaining ring 25 and a chamber ring 26 in between a low-pressure ring 21 standing on an inner cover 15 attached by watching it, which on an end face of the intermediate shaft housing 12 mounted in its axial direction, and a cylinder ring 31 are arranged.

Beispielsweise sind von der Seite des Niederdruckrings 21 aus die Kammerringe 22 in vier Stufen, der Zwischenring 23 und der Hauptring 25, die Kammerringe 22 in drei Stufen, der Führungsring 24 und der Hauptring 25, und der Kammerring 26 in einer einzigen Stufe in dieser Reihenfolge vorgesehen. Jeder dieser Kammerringe 22 trägt eine Stangenpackung 27, um zu verhindern, dass Arbeitsgas im Leckstrom aus dem äußeren Umfangsabschnitt des Kolbens 11 an einer inneren Umfangsseite von ihm austritt. Ferner hält der sich ganz links befindliche Kammerring 26 einen Druckunterbrechungsring 28 an seiner inneren Umfangsseite.For example, from the side of the low-pressure ring 21 from the chamber rings 22 in four stages, the intermediate ring 23 and the main ring 25 , the chamber rings 22 in three stages, the guide ring 24 and the main ring 25 , and the chamber ring 26 provided in a single step in this order. Each of these chamber rings 22 carries a bar pack 27 to prevent working gas in the leakage from the outer peripheral portion of the piston 11 emerges from it on an inner peripheral side. He also stops on the left chamber ring 26 a pressure interrupter ring 28 on its inner peripheral side.

In dem Fall, in welchem das Arbeitsgas ein entflammbares Gas, beispielsweise gasförmiger Wasserstoff, ist, ist es erforderlich, es so weit wie möglich vor einem nach außen Lecken zu schützen. Durch Führen einer Saugleitung der ersten Stufe und des Zwischenrings wird dann der Leckstrom des in der Verdichtungskammer verdichteten Gases zu der Seite der Saugleitung der ersten Stufe zurückgeführt, wodurch eine Umwälzung darin ausgebildet wird. Bei dieser Führung bildet die Stangenpackung mit den vier Stufen einen niederdruckseitigen Dichtungsabschnitt, während die Stangenpackung mit den drei Stufen einen hochdruckseitigen Dichtungsabschnitt bildet. Da das Leckstromgas aus verdichtetem Arbeitsgas zur Saugseite der ersten Stufe zurückgeführt wird, reicht es, lediglich an der Ansaugung der ersten Stufe eine Maßnahme für den Gasleckdruck zu dem Zweck zu treffen, dass verhindert wird, dass Gas in eine Außenseite des Verdichters gelangt. Dementsprechend ist es möglich, den Gasleckstrom aus dem Verdichter nach außen zu minimieren.In in the case where the working gas is a flammable gas, for example gaseous hydrogen, is, it is necessary to lick it as far as possible from an outward leak to protect. By To lead a suction pipe of the first stage and the intermediate ring is then the leakage current of compressed in the compression chamber gas returned to the side of the suction line of the first stage, whereby a circulation in it is trained. In this tour The bar packing with the four steps forms a low-pressure side Sealing section while the bar packing with the three stages forms a high pressure side sealing portion. Since the leakage gas from compressed working gas to the suction side of first stage is attributed it is sufficient to measure the gas leakage pressure only at the intake of the first stage To meet the purpose that prevents gas from entering an outside of the compressor passes. Accordingly, it is possible to To minimize gas leakage from the compressor to the outside.

Ferner wird eine Kupferlegierung für die hochdruckseitige Stangenpackung verwendet, während für die niederdruckseitige Stangenpackung ein Harz enthaltendes Material eingesetzt wird, beispielsweise Tetrafluorethylen oder PEEK. In diesem Fall kann die gesamte niederdruckseitige Stangenpackung aus Harz hergestellt werden. Der Grund zur Verwendung dieser Materialien liegt darin, dass ein Gasleckstrom für die Dichtung der Niederdruckseite ein Problem wird, auch wenn für die Dichtung auf der Hochdruckseite eine Druckwiderstandseigenschaft erforderlich ist. Aus diesem Grund wird für den Einsatz ein Material gewählt, das weicher als die Dichtung auf der Hochdruckseite ist. Natürlich kann das Material der niederdruckseitigen Stangenpackung das gleiche wie das der hochdruckseitigen Stangenpackung sein.Further becomes a copper alloy for the high pressure side bar packing used, while for the low pressure side bar packing a resin-containing material is used, for example, tetrafluoroethylene or PEEK. In this case, the entire low-pressure side bar pack be made of resin. The reason for using these materials lies in the fact that a gas leakage for the seal of the low pressure side Problem is, even if for the gasket on the high pressure side requires a pressure resistance property is. For this reason is for the use of a material chosen softer than the seal on the high pressure side. Of course you can the material of the low pressure side bar packing the same like that of the high pressure side bar packing.

Für jeden der Ringe 21 bis 25 ist in seiner Axialrichtung durchgehend ein Ölzuführkanal 29 ausgebildet, um die Dichtungsleitungen durch Zuführen einer sehr kleinen Schmierölmenge zwischen dem Wellendichtungsabschnitt und dem Kolben 11 zu verbessern. In dem Führungsring 24 ist eine Öffnung 29a ausgebildet, die zu dem Ölzuführkanal führt und an der inneren Umfangsfläche mündet. Es ist jedoch auch möglich, das Öl in eine Stufe auf dem Weg zwischen den Dichtungen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite zuzuführen. Ferner ist in dem Zwischenring 23, der in der Mitte des Schaftdichtungsabschnitts angeordnet ist, eine Öffnung 30 ausgebildet, die an der inneren Umfangsfläche des Zwischenrings 23 mündet und mit einer Ansauggasleitung 37b der Anfangsstufe (siehe 3) verbunden ist. Durch die Verbindung mit dieser Eintrittsöffnung 30 wird ein Gasströmungskanal gebildet, der durch den Zwischenring 23, den Kammerring 22 auf der Niederdruckseite und den niederdruckseitigen Ring 21 hindurchgeht. Der Gasströmungskanal ändert die Position in Umfangsrichtung bezüglich des Ölzuführkanals 29 für das Schmieröl. Die Ausbildung des Strömungskanals in der inneren Abdeckung 15, der mit dem Ölzuführkanal 29 und dem Gasstromkanal verbunden ist, ermöglicht die Zuführung von Schmieröl und Dichtungsgas aus der Ölzuführungsöffnung 29b und der Gasöffnung 30b, die an der äußeren Umfangsseite der inneren Abdeckung 15 vorgesehen sind. Dadurch ist es möglich, eine Maßnahme zum Abdichten des Hochdruckgases zu treffen sowie einen Leckstrom zur Außenseite auf eine sehr kleine Menge herabzusetzen.For each of the rings 21 to 25 is in its axial direction throughout an oil supply passage 29 formed to the sealing lines by supplying a very small amount of lubricating oil between the shaft seal portion and the piston 11 to improve. In the guide ring 24 is an opening 29a formed, which leads to the oil supply channel and opens at the inner peripheral surface. However, it is also possible to supply the oil in a step on the way between the seals of the high pressure side and the low pressure side. Further, in the intermediate ring 23 , which is arranged in the middle of the shaft seal portion, an opening 30 formed on the inner peripheral surface of the intermediate ring 23 opens and with a suction gas line 37b the initial stage (see 3 ) connected is. Through the connection with this inlet 30 a gas flow channel is formed through the intermediate ring 23 , the chamber ring 22 on the low pressure side and the low pressure side ring 21 passes. The gas flow passage changes position in the circumferential direction with respect to the oil supply passage 29 for the lubricating oil. The formation of the flow channel in the inner cover 15 that with the oil feed channel 29 and the gas flow channel, allows the supply of lubricating oil and sealing gas from the oil supply port 29b and the gas opening 30b located on the outer peripheral side of the inner cover 15 are provided. Thereby, it is possible to take a measure for sealing the high-pressure gas as well as to reduce a leakage current to the outside to a very small amount.

An dem Ventilblock 34 sind ein Ansaugströmungskanal zum Zuführen des Arbeitsgases aus der Ansaugöffnung 38 in die Verdichtungskammer 11b und ein Förderströmungskanal zum Abführen des in der Verdichtungskammer 11b verdichteten Arbeitsgases aus der Förderöffnung 37 ausgebildet. An dem Ansaugströmungskanal ist ein Ansaugventil 37 vorgesehen, während an dem Förderströmungskanal ein Förderventil 36 vorgesehen ist.At the valve block 34 are a Ansaugströmungskanal for supplying the working gas from the suction port 38 in the compression chamber 11b and a conveying flow passage for discharging the in the compression chamber 11b compressed working gas from the delivery opening 37 educated. On the intake flow passage is an intake valve 37 provided, while on the conveying flow channel a delivery valve 36 is provided.

Die Außendurchmesser der Ringe 21 bis 26, die am Außenumfang des Kolbens 11 angeordnet sind, und des Zylinderrings 31 sind fast die gleichen. Von der inneren Abdeckung 15 bis zu dem Ventilblock 35 erstreckt sich ein Zylindergehäuse 32 geringer Dicke, das auf diese Ringe 21 bis 26 am Außenumfang passt. An dem Zylindergehäuse 32 ist ein Außengehäuse 33 befestigt, das auf den Außenumfangsabschnitt des Zylindergehäuses 32 passt. Jeder der Ringe 21 bis 26 und 31, die beschichtet sind, ist an dem Zwischenschaftgehäuse 15 unter Verwendung eines Schraubenbolzens 39 befestigt, der durch den Ventilblock 34 hindurchgeht, der an dem Zwischenschaftgehäuse 15 an einem Ende einer Vielzahl von Positionen in Umfangsrichtung an einer Außendurchmesserseite festgelegt ist, die über das äußere Gehäuse 33 hinausgeht.The outer diameter of the rings 21 to 26 on the outer circumference of the piston 11 are arranged, and the cylinder ring 31 are almost the same. From the inner cover 15 to the valve block 35 extends a cylinder housing 32 small thickness on these rings 21 to 26 fits on the outer circumference. On the cylinder housing 32 is an outer casing 33 attached to the outer peripheral portion of the cylinder housing 32 fits. Each of the rings 21 to 26 and 31 that are coated on the intermediate shaft housing 15 using a bolt 39 attached by the valve block 34 goes through, on the intermediate shaft housing 15 is set at one end of a plurality of circumferential positions on an outer diameter side, which over the outer housing 33 goes.

An einem inneren Umfangsabschnitt des Zylindergehäuses 32 ist ein feiner Gaskanal 40 in Form einer Nut längs der Axialrichtung des Kolbens 11 ausgebildet, die das Arbeitsgas sammelt, das aus den Schichtflächen der Ringe 21 bis 26 und 31 herausleckt, die aneinander gestapelt sind, wobei das Leckgas aus einer Gasumgehungsöffnung 41 entfernt wird, die an dem äußeren Gehäuse 33 in einer Außenseite des Verdichters 101 ausgebildet ist. Bezüglich des feinen Gaskanals 40 ist es auch möglich, eine in Umfangsrichtung ausgebildete Schlagstiftnut zur Positionierung eines jeden der Ringe 21 bis 26 und 31 zu verwenden.At an inner peripheral portion of the cylinder housing 32 is a fine gas channel 40 in the form of a groove along the axial direction of the piston 11 formed, which collects the working gas, which consists of the layer surfaces of the rings 21 to 26 and 31 leaking, which are stacked together, the leakage gas from a gas bypass opening 41 is removed, which on the outer housing 33 in an outside of the compressor 101 is trained. Regarding the fine gas channel 40 it is also possible, a circumferentially formed Schlagstiftnut for positioning of each of the rings 21 to 26 and 31 to use.

An der inneren Umfangsfläche des äußeren Gehäuses 33 sind an einer Vielzahl von in Axialrichtung vorgesehenen Positionen Nuten 33b mit großer Breite ausgebildet, wodurch zwischen dem Zylindergehäuse 38 ein Kühlmantel gebildet wird. Dieser Kühlmantel führt aufgrund der Verdichtung des Arbeitsgases in der Verdichtungskammer 11b erzeugte Wärme schnell ab. An dem Außengehäuse 33 ist nahe an der Innenraumabdeckung eine Kühlmitteleinlassöffnung 42 zum Zuführen von Kühlmittel zu dem Kühlmantel ausgebildet, während an dem Außengehäuse 33 in der Nähe des Ventilblocks 34 eine Kühlmittelauslassöffnung 43 zum Abführen des Kühlmittels aus dem Kühlmantel ausgebildet ist. Als Kühlmittel kann Schmieröl oder Kühlwasser verwendet werden.On the inner peripheral surface of the outer housing 33 are grooves at a plurality of axially-provided positions 33b formed with a large width, whereby between the cylinder housing 38 a cooling jacket is formed. This cooling jacket leads due to the compression of the working gas in the compression chamber 11b generated heat quickly. On the outer housing 33 Near the interior cover is a coolant inlet port 42 for supplying coolant to the cooling jacket while on the outer casing 33 near the valve block 34 a coolant outlet opening 43 is designed for discharging the coolant from the cooling jacket. As a coolant, lubricating oil or cooling water can be used.

In 6 sind Einzelheiten der Filtereinheit 111 gezeigt, die dazu vorgesehen ist, Ölkomponenten, die in dem Arbeitsgas enthalten sind, zu entfernen, nachdem das in der zweiten Verdichterstufe 103 verdichtete Arbeitsgas mit Hilfe des für dessen Kühlung vorgesehenen Kühlers 110 gekühlt worden ist. Die Filtereinheit 111 filtert das Schmieröl auf drei Stufen. In einem Primärfilter 53 und einem Sekundärfilter 54 sind koaleszierende Elemente 51 enthalten, von denen jedes aus Glasmikrofasern besteht, die mit Fluorkohlenstoffharz gebunden sind. Ein drittes Filter 55 enthält Aktivkohle 52. Wenn die Ölkomponenten in ausreichendem Maße bis zum Sekundärfilter 54 entfernt werden können, ist es nicht immer erforderlich, das dritte Filter 55 vorzusehen.In 6 are details of the filter unit 111 shown, which is intended to remove oil components contained in the working gas, after that in the second compressor stage 103 compressed working gas by means of the cooler provided for its cooling 110 has been cooled. The filter unit 111 filters the lubricating oil in three stages. In a primary filter 53 and a secondary filter 54 are coalescing elements 51 each of which consists of glass microfibers bonded with fluorocarbon resin. A third filter 55 contains activated carbon 52 , If the oil components sufficiently to the secondary filter 54 It is not always necessary to use the third filter 55 provided.

Das aus dem Gaskühler 110 austretende, verdichtete Gas wird während seines Durchgangs durch das Element 51 des Primärfilters 53 so gefiltert, dass es eine Ölkonzentration von 50 ppm oder weniger hat. Nach dem Durchgang durch das Element des Sekundärfilters 54 geht die Ölkonzentration bis auf etwa 1 ppm herab oder ist geringer. Nach dem Durchgang durch die Aktivkohle des dritten Filters 54 sinkt die Konzentration weiter auf etwa 5 ppb oder weniger ab. Die in jedem der Filter 53 bis 55 herausgefilterten Ölkomponenten werden durch das Ventil 54 gesammelt. Auf diese Weise kann das Einmischen von Ölkomponenten in das Arbeitsgas bis zu einer Menge von beispielsweise 1 ppm oder weniger verringert werden, was für den Prozess zulässig ist.That from the gas cooler 110 leaking, compressed gas is released during its passage through the element 51 of the primary filter 53 filtered so that it has an oil concentration of 50 ppm or less. After passing through the element of the secondary filter 54 the oil concentration goes down to about 1 ppm or is lower. After passing through the activated carbon of the third filter 54 the concentration further decreases to about 5 ppb or less. The in each of the filters 53 to 55 filtered-out oil components are passed through the valve 54 collected. In this way, the mixing of oil components into the working gas can be reduced to an amount of, for example, 1 ppm or less, which is permissible for the process.

Es wird nun die Arbeitsweise des in dieser Weise gebauten Kolbenverdichters erläutert. Wenn der Motor 60 angetrieben wird und dreht, führt die Verbindungsstange 3, die mit der Kurbelwelle 2 in Eingriff steht, eine Drehbewegung aus. Dadurch führen der Zwischenschaft 6 und der Kolben 11 die Hin- und Herbewegung aus. Aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens 11 ändert die Verdichtungskammer ihr Volumen, wodurch das in die Verdichtungskammer 11b eingeführte Arbeitsgas verdichtet wird.The operation of the piston compressor constructed in this way will now be explained. If the engine 60 is driven and turns, leads the connecting rod 3 that with the crankshaft 2 engaged, a rotational movement. This leads to the intermediate shaft 6 and the piston 11 the float out. Due to the reciprocating motion of the piston 11 the compression chamber changes its volume, causing the compression chamber 11b introduced working gas is compressed.

Insbesondere wird im Falle der Verdichtung von gasförmigem Wasserstoff zur Verwendung in einer Autobrennstoffzelle der mit etwa 20 MPa in die erste Verdichterstufe 102 angesaugte gasförmige Wasserstoff auf etwa 40 MPa verdichtet. Dann wird in der zweiten Verdichterstufe 103 der gasförmige Wasserstoff auf etwa 84 MPa verdichtet. In diesem Fall beträgt die Drehzahl des Motors 300 UpM, und der Hub des Kolbens 11 liegt bei 100 mm. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 11 beträgt etwa 1 m/s im Mittel.In particular, in the case of compression of gaseous hydrogen for use in an automotive fuel cell, the one at about 20 MPa in the first compressor stage 102 sucked gaseous hydrogen compressed to about 40 MPa. Then in the second compressor stage 103 the gaseous hydrogen is compressed to about 84 MPa. In this case, the speed of the motor is 300 rpm, and the stroke of the piston 11 is 100 mm. The speed of movement of the piston 11 is about 1 m / s on average.

Ein Teil des in der Verdichtungskammer 11b verdichteten Gases strömt als Leckstrom aus dem äußeren Umfangsabschnitt des Kolbens 11 in seiner Axialrichtung. Zur Reduzierung der Größe dieses Leckstroms wird ein Teil des angesaugten Gases in den Mittelteil des Schaftabdichtungsabschnitts als Dichtungsgas zugeführt. Der Druck dieses Dichtungsgases liegt bei etwa 10 bis 20 MPa an der Gasöffnung 30b. Der Gasleckstrom aus dem Zwischenring 23 auf der Seite der Verdichtungskammer 11b wird zur Ansaugseite der ersten Stufe zurückgeführt, so dass er niemals nach außen gelangt. Der Gasleckstrom aus den beschichteten Flächen der Ringe 22 bis 26 und 31 strömt in Radialrichtung und tritt in den feinen Gasströmungskanal 40 ein und wird sicher über die Gasumgehungsöffnung 41 aus dem Verdichter heraus nach außen abgeführt. Ferner wird eine sehr kleine Gasmenge, die als Leckstrom auf die Seite des Verbindungsabschnitts 10 in Axialrichtung gelangt, zur Seite des Kurbelgehäuses 1 hin mit Hilfe des Dichtungsrings 8 unterbrochen, der an dem äußeren Umfangsabschnitt des Führungskolbens 7 vorgesehen ist, und sicher zur Außenseite des Verdichters abgeführt.Part of the in the compression chamber 11b compressed gas flows as leakage current from the outer peripheral portion of the piston 11 in its axial direction. In order to reduce the size of this leakage current, a part of the sucked gas is supplied into the middle part of the stem sealing portion as the sealing gas. The pressure of this sealing gas is about 10 to 20 MPa at the gas opening 30b , The gas leakage from the intermediate ring 23 on the side of the compression chamber 11b is returned to the suction side of the first stage so that it never goes outside. The gas leakage from the coated surfaces of the rings 22 to 26 and 31 flows in the radial direction and enters the fine gas flow channel 40 and be sure about the gas bypass opening 41 discharged to the outside from the compressor. Further, a very small amount of gas, which as leakage current to the side of the connecting portion 10 in the axial direction, to the side of the crankcase 1 out with the help of the sealing ring 8th interrupted at the outer peripheral portion of the guide piston 7 is provided, and safely discharged to the outside of the compressor.

Die Verwendung des angesaugten Gases der ersten Verdichterstufe 102 als Dichtungsgas ermöglicht eine Verringerung der Druckdifferenz zwischen dem Schaftdichtungsabschnitt und der Außenseite des Verdichters, beispielsweise dem Atmosphärendruck, herab bis zu der Druckdifferenz zwischen der ersten Verdichterstufe und dem Atmosphärendruck unabhängig von dem Förderdruck des Verdichters. Damit kann insbesondere im Falle des Verdichtens von gasförmigem Wasserstoff zur vorstehend erwähnten Verwendung in dem Brennstoffzellenauto die abzudichtende Druckdifferenz bis zu einer Größe von 1/8 bis 1/2 des Förderdrucks reduziert werden. Ferner wird das zur Schmierung des Kolbens zugeführte Schmieröl, das in einer sehr kleinen Menge in einem Leckstrom austritt, zur Außenseite des Verdichters aus dem feinen Gasströmungskanal 40 über die Umgehungsöffnung 41b zusammen mit dem Dichtungsgas abgeführt. Beispielsweise wird der Leckstrom des Arbeitsgases in den feinen Gasströmungskanal 40 geleitet, so dass es zur Außenseite des Verdichters strömt und es deshalb nicht erforderlich ist, das Zylindergehäuse 32 als druckfest auszubilden, wodurch der Verdichter größenmäßig klein und kompakt gebaut werden kann.The use of the sucked gas of the first compressor stage 102 as the sealing gas allows a reduction in the pressure difference between the stem seal portion and the outside of the compressor, for example, the atmospheric pressure, down to the pressure difference between the first compressor stage and the atmospheric pressure, regardless of the discharge pressure of the compressor. Thus, particularly in the case of compressing gaseous hydrogen for the above-mentioned use in the fuel cell car, the pressure difference to be sealed can be reduced to a size of 1/8 to 1/2 of the discharge pressure. Further, the lubricating oil supplied for lubrication of the piston, which leaks in a leakage amount in a very small amount, becomes the outside of the compressor from the fine gas flow passage 40 over the bypass opening 41b discharged together with the sealing gas. For example, the leakage flow of the working gas into the fine gas flow channel 40 directed so that it flows to the outside of the compressor and it is therefore not necessary, the cylinder housing 32 as pressure-resistant form, whereby the compressor size can be made small and compact.

Da nach der vorliegenden Ausführungsform die Verbindungsstange 3 aus den zweigeteilten Verbindungsstangenelementen 3a und 3b und dem auf den Kreuzbolzen 4 passenden Verbindungsstangenelement 3c besteht, können, wenn der Öffnungsabschnitt an der Seitenfläche des Kurbelgehäuses für ihre Aufnahme darin ausgebildet ist, der Kreuzkopf 5 und die Verbindungsstange 3 miteinander innerhalb des Rahmens des Kreuzkopfes 5 verbunden werden. Durch Einführen der Kurbelwelle in den Rahmen des Kreuzkopfs, wobei der Kreuzkopf und die Verbindungsstange in dem Kurbelgehäuse aufgenommen werden, und durch Verbinden der Kurbelwelle und des Kreuzkopfs und der Verbindungsstange ist es möglich, das Kurbelgehäuse größenmäßig klein und kompakt auszubilden. Es ist ferner möglich, die Stangen 3, die mit den Kolben 11 auf der gleichen Achse verbunden sind, auf beiden Seitenflächen des Kreuzkopfs 5 festzulegen. Da die in den beiden Verdichtungskammern 11b und 11b erzeugten Kräfte mit Hilfe eines Teils des Kreuzbolzens 4 in Axialrichtung zueinander entgegengesetzt gerichtet sind, ist es möglich, die Kräfte zu verringern, die auf die Verbindungsstangenelemente 3a und 3b sowie die Kurbelwelle 2 in beiden Richtungen wirken, wie es in 2 gezeigt ist.As according to the present embodiment, the connecting rod 3 from the two-part connecting rod elements 3a and 3b and on the cross bolt 4 matching connecting rod element 3c is, when the opening portion is formed on the side surface of the crankcase for receiving therein, the crosshead 5 and the connecting rod 3 together within the frame of the crosshead 5 get connected. By inserting the crankshaft into the frame of the crosshead, with the crosshead and the connecting rod being received in the crankcase, and by connecting the crankshaft and the crosshead and the connecting rod, it is possible to make the crankcase small in size and compact. It is also possible the rods 3 that with the pistons 11 on the same axis, on both sides of the crosshead 5 set. Because in the two compression chambers 11b and 11b generated forces with the help of a part of the cross bolt 4 In the axial direction are directed opposite to each other, it is possible to reduce the forces acting on the connecting rod elements 3a and 3b as well as the crankshaft 2 work in both directions, as in 2 is shown.

Beispielsweise wird jeder Ring auf der Kontaktfläche in Axialrichtung durch Polieren oder Läppen feinbearbeitet, um die Metall-Kontaktdichtung zu erzielen, so dass der Kammerring und der Zylinderring, die in dem Schaftdichtungsabschnitt verwendet werden, den Gasdruck halten können, wodurch die Dichtungsleistung verbessert werden kann. Da jeder Ring des Schaftdichtungsabschnitts in Axialrichtung durch Verwendung des Zylinderring-Schraubenbolzens zusammengedrückt wird, ist es möglich, die Größe des Schaftdichtungsabschnitts in Radialrichtung zu verringern.For example Each ring is passed through on the contact surface in the axial direction Polishing or lapping Finished to achieve the metal contact seal, so that the chamber ring and the cylinder ring in the stem sealing portion can be used to hold the gas pressure, reducing the sealing performance can be improved. Because each ring of the stem seal portion in the axial direction by using the cylinder ring bolt pressed together it will be possible the size of the stem seal portion to reduce in the radial direction.

Beispielsweise ist der Schaftdichtungsabschnitt des Verdichters in die Hochdruckseite und die Niederdruckseite an der Grenze des Zwischenrings unterteilt, während sein Mittelabschnitt mit der anfänglichen Ansaugleitung verbunden ist, so dass es möglich ist, die Differenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem Gasdichtungsdruck zu verringern. Durch Vorsehen des Dichtungsrings zwischen dem Führungskobeln und dem Führungszylinder zur Abdichtung der sehr kleinen Gasmenge, die als Leckgas in die Kurbelgehäuseseite austritt, auch wenn dieses Dichtungsgas verwendet wird, und durch Vorsehen der Leitung zum Führen in die Atmosphäre aus dem entfernt liegenden Teil lässt sich verhindern, dass Arbeitsgas oder Dichtungsgas als Leckstrom in die Kurbelkammer gelangt. Dies hat zur Wirkung, dass die Möglichkeit vollständig ausgeschlossen ist, dass in dem Kurbelgehäuse gespeichertes Schmieröl durch Lagerelektrostatik gezündet wird, insbesondere wenn das Arbeitsgas, wie gasförmiger Wasserstoff, entflammbar ist.For example is the stem sealing portion of the compressor in the high pressure side and dividing the low pressure side at the boundary of the intermediate ring, while its middle section with the initial one Suction line is connected so that it is possible to see the difference between the atmospheric pressure and reduce the gas seal pressure. By providing the sealing ring between the guide planing and the guide cylinder to seal off the very small amount of gas that acts as a leak gas in the crankcase side leaking, even if this sealing gas is used, and by Provide the lead for guiding into the atmosphere the remote part prevent working gas or gas seal as leakage gets into the crank chamber. This has the effect of being the possibility Completely is excluded that stored in the crankcase lubricating oil by Bearing electrostatics ignited is, especially when the working gas, such as gaseous hydrogen, flammable is.

Da beispielsweise der Außenumfang eines jeden der Ringe, die den Schaftdichtungsabschnitt bilden, dem Außenumfang des Zylinders entspricht, so dass sie in ein einteiliges Zylindergehäuse installiert werden können, und da der feine Gasstromkanal für eine Verbindung mit der inneren Umfangsseite des Zylindergehäuses in Axialrichtung ausgebildet ist, ist es möglich, den Gasleckstrom von der Kontaktfläche eines jeden Rings in einen Endabschnitt auf der Seite des Zylinders oder Distanzstücks führen, wodurch das Arbeitsgas zur Außenseite des Kompressors sicher strömen gelassen werden kann, selbst wenn es entflammbar ist. Das Zylindergehäuse kann aus einem nicht druckfesten Teil bestehen, so dass der Schaftdichtungsabschnitt größenmäßig klein gebaut werden kann.There for example, the outer circumference each of the rings forming the stem seal portion the outer circumference corresponds to the cylinder, so they are installed in a one-piece cylinder housing can be and there the fine gas flow channel for a connection with the inner peripheral side of the cylinder housing in Axial direction is formed, it is possible to the gas leakage of the contact surface of each ring in an end portion on the side of the cylinder or spacer to lead, whereby the working gas to the outside the compressor safely flow can be left, even if it is flammable. The cylinder housing can consist of a non-pressure-resistant part, so that the shaft sealing portion small in size can be built.

Wenn das Koaleszenzfilter, das aus durch Kohlenfluorstoffharz gebundenen Glasmikrofasern besteht, oder zusammen mit dem Aktivkohlefilter an der Förderleitung des Verdichters angebracht ist, ist es möglich, die sich in das Arbeitsgas einmischenden Ölkomponenten auf einen Wert zu reduzieren, der gleich oder kleiner als ein Wert ist, der für den Prozess in der Konzentration zulässig ist.If the coalescence filter, which is bound by carbon fluoride resin Consists of glass microfibers, or together with the activated carbon filter at the conveyor line the compressor is attached, it is possible to get into the working gas interfering oil components to reduce to a value equal to or less than a value is that for the process in concentration is allowed.

Bei der Stangen-Packungsdichtung des vorstehend gezeigten Beispiels erstreckt sich das Zylindergehäuse von der inneren Abdeckung 15 bis zu dem Ventilblock 34. Auf der Innenseite dieses Zylindergehäuses 32 sind die Ringe 24 bis 26 und der Zylinder 31 angebracht. Auf der Außenseite des Zylindergehäuses 32 ist das Außengehäuse 33 angeordnet. Bei diesem Aufbau ist es möglich, den Gasleckstrom aus der Kontaktfläche der jeweiligen Ringe 24 bis 26 und 31 unter Verwendung der Nuten zu sammeln, die an dem inneren Umfang des Zylindergehäuses 32 ausgebildet sind und sich in Axialrichtung erstrecken. Das gesammelte Gas kann zur Außenseite der Maschine durch die in dem Außengehäuse ausgebildete Gasumgehungsöffnung 31 sicher abgeführt werden.In the rod packing of the example shown above, the cylinder housing extends from the inner cover 15 to the valve block 34 , On the inside of this cylinder housing 32 are the rings 24 to 26 and the cylinder 31 appropriate. On the outside of the cylinder housing 32 is the outer casing 33 arranged. With this structure, it is possible to remove the gas leakage from the contact surface of the respective rings 24 to 26 and 31 using the grooves to collect on the inner circumference of the cylinder housing 32 are formed and extend in the axial direction. The collected gas may be discharged to the outside of the engine through the gas bypass opening formed in the outer casing 31 be safely removed.

Durch die Verdichtung des Arbeitsgases und durch das Gleiten von Kolben 11 und Packung wird nach einer Weile Wärme erzeugt. Wichtig ist, dass die Wärme effektiv abgeführt wird. Weitere Beispiele werden anhand von 7 und 8 erläutert, bei denen diese Wärmeabführung Vorrang hat.By the compression of the working gas and by the sliding of pistons 11 and packing is generated after a while heat. It is important that the heat is dissipated effectively. Further examples are based on 7 and 8th explains where this heat removal has priority.

7 zeigt eine Teilschnittansicht eines Verdichters gemäß einem Beispiel. Auf dem Außenumfang des Kolbens 11 sind ein Niederdruckring 71, ein Kammerring 72, ein Zwischenring 73, ein Führungsring 74, ein Haltering 75, ein Einstufen-Kammerring 76 und ein Zylinderring 81 angeordnet. Die Ringe 71 bis 76 und 81 sind jeweils an der Innenseite eines Zylindergehäuses 82 befestigt, das sich von der inneren Abdeckung 15 bis zum Ventil 34 erstreckt. An dem Außenumfang eines jeden der Ringe 71 bis 76 und 81 ist jeweils ein Abschnitt ausgeschnitten. Ferner ist an dem Außenumfang ein Umgehungskanal 77 ausgebildet. 7 shows a partial sectional view of a compressor according to an example. On the outer circumference of the piston 11 are a low pressure ring 71 , a chamber ring 72 , an intermediate ring 73 , a guide ring 74 , a retaining ring 75 , a single stage chamber ring 76 and a cylinder ring 81 arranged. The Rings 71 to 76 and 81 are each on the inside of a cylinder housing 82 attached, extending from the inner cover 15 to the valve 34 extends. On the outer circumference of each of the rings 71 to 76 and 81 each one section is cut out. Further, on the outer circumference, a bypass passage 77 educated.

Andererseits sind zwischen den Innenumfängen des Zylindergehäuses 32 und der jeweiligen Ringe 71 bis 76 und 81 in der Figur nicht gezeigte Kanäle ausgebildet, die dazwischen in Axialrichtung in Verbindung stehen. An dem Rand des Ventilblocks 34 des Zylindergehäuses 32 ist eine Öffnung 83 ausgebildet, so dass in den erwähnten Kanal von außen her eine Kühlflüssigkeit strömt. Ferner ist eine Öffnung 84 in der inneren Abdeckung 15 ausgebildet, die mit diesem Kanal in Verbindung steht, so dass die Kühlflüssigkeit darin strömen kann.On the other hand, between the inner peripheries of the cylinder housing 32 and the respective rings 71 to 76 and 81 formed in the figure, not shown, which communicate therebetween in the axial direction. At the edge of the valve block 34 of the cylinder housing 32 is an opening 83 formed so that in the mentioned channel from the outside a cooling liquid flows. There is also an opening 84 in the inner cover 15 formed, which communicates with this channel, so that the cooling liquid can flow therein.

Beispielsweise wird als Kühlflüssigkeit Schmieröl, wie vorstehend erwähnt, verwendet. Das Schmieröl wird aus der Öffnung 83 zugeführt und kühlt die jeweilige äußere Umfangsfläche der Ringe 71 bis 76 und 81 ab, was durch gestrichelte Linien 85 in 7 gezeigt ist. Nach dem Abkühlen der äußeren Umfangsflächen der Ringe 71 bis 76 und 81 strömt das Schmieröl in eine Seite der inneren Abdeckung 15 und durch die Öffnung 84 zur Außenseite der Maschine. Bei dem vorliegenden Beispiel ist es möglich, die durch die Verdichtung des Gases und das Gleiten der Ringe erzeugte Wärme wirksam abzuführen, was zu einer Steigerung der Lebenszeit der Packung sowie zu einer Verbesserung des Verdichtungswirkungsgrads beiträgt.For example, lubricating oil as mentioned above is used as the cooling liquid. The lubricating oil gets out of the opening 83 supplied and cools the respective outer peripheral surface of the rings 71 to 76 and 81 from, what by dashed lines 85 in 7 is shown. After cooling, the outer peripheral surfaces of the rings 71 to 76 and 81 the lubricating oil flows into one side of the inner cover 15 and through the opening 84 to the outside of the machine. In the present example, it is possible to effectively dissipate the heat generated by the compression of the gas and the sliding of the rings, which contributes to an increase in the life of the packing as well as to an improvement in the compaction efficiency.

Bei dem vorliegenden Beispiel wird jedoch Gas in die Kühlflüssigkeit eingemischt, wenn das Arbeitsgas aus den Kontaktdichtungsflächen der jeweiligen Ringe 71 bis 76 und 81 austritt. Dann wird das Gas von der Kühlflüssigkeit nach dem in 8 gezeigten Verfahren getrennt.In the present example, however, gas is mixed in the cooling liquid when the working gas from the contact sealing surfaces of the respective rings 71 to 76 and 81 exit. Then the gas from the coolant after the in 8th shown separately.

8 zeigt ein Systemschema bei der Benutzung des Verdichters nach dem Beispiel von 7. Die Kühlflüssigkeit wird aus einem Speicherbehälter 201 für Kühlflüssigkeit unter Verwendung einer Pumpe 202 angesaugt. Die Kühlflüssigkeit, deren Druck in der Pumpe 202 erhöht wird, wird den jeweiligen Verdichterstufen 101 und 102 zugeführt und geht durch einen Kühler 203 hindurch. Die Flüssigkeit, die die jeweiligen Verdichterstufen 101 und 102 herunterkühlt, wird zum Behälter 201 zurückgeführt. An einer oberen Fläche des Behälters 201 ist eine Biegeleitung 205 vorgesehen, so dass das Leckgas zur Außenseite der Maschine abgeführt werden kann. Durch Vorsehen einer Leitung 204 zum Spülen des Behälters 201 mit Inertgas, wie Stickstoff, usw., kann die Sicherheit weiter verbessert werden. Bei dem vorstehend erwähnten Beispiel ist es möglich, die Sicherheit des Kolbenverdichters zu verbessern sowie die thermische Belastung zu verringern, wodurch die Betriebssicherheit des Kolbenverdichters verbessert wird. 8th shows a system diagram in the use of the compressor according to the example of 7 , The coolant is removed from a storage tank 201 for cooling fluid using a pump 202 sucked. The coolant, its pressure in the pump 202 is increased, the respective compressor stages 101 and 102 fed and goes through a cooler 203 therethrough. The liquid that the respective compressor stages 101 and 102 cools down, becomes the container 201 recycled. On an upper surface of the container 201 is a bending line 205 provided so that the leakage gas can be discharged to the outside of the machine. By providing a line 204 for rinsing the container 201 with inert gas, such as nitrogen, etc., the safety can be further improved. In the above-mentioned example, it is possible to improve the safety of the reciprocating compressor and reduce the thermal load, thereby improving the reliability of the reciprocating compressor.

Durch Anpassen des rahmenförmigen Kreuzkopfs mit einteiliger Bauweise kann die Kurbelwelle sich in dem Rahmen dieses Kreuzkopfs befinden, wodurch es möglich ist, einen Verdichter für gasförmigen Wasserstoff für kleine Kapazität und hohen Druck bereitzustellen, der größenmäßig klein und kompakt ist. Insbesondere kann er als Verdichter für gasförmigen Wasserstoff eingesetzt werden, wenn der verdichtete gasförmige Wasserstoff in einem Brennstoffzellenauto Verwendung findet.By Adjusting the frame-shaped crosshead with one-piece construction, the crankshaft can be in the frame This crosshead are, which makes it possible to use a compressor for gaseous hydrogen for little ones capacity and to provide high pressure, which is small in size and compact. In particular, it can be used as a compressor for gaseous hydrogen when the compressed gaseous hydrogen in a fuel cell car Use finds.

Claims

Piston compressor - with a crankshaft ( 2 ), - with a connecting rod ( 3 ) with its one end with the crankshaft ( 2 ), - with a rectangular crosshead ( 5 ) connected to the other end of the connecting rod ( 3 ) and a pair of intermediate shanks ( 6 ) associated with the crosshead ( 5 ) extend in opposite directions, - with a pair of pistons ( 11 ), each with one of the intermediate shafts ( 6 ), - with cylinders ( 14 each of which has within it a head portion of a piston of the pair of pistons ( 11 ), whereby the pistons ( 11 ), and - with a crankcase ( 1 ), in which the crankshaft ( 2 ), the crosshead ( 5 ) and the connecting rod ( 3 ), characterized in that - the crosshead ( 5 ) is formed as a one-piece rectangular body, while the connecting rod ( 3 ) has a divided construction.

Piston compressor according to claim 1, wherein on a side surface of the crankcase ( 1 ) an opening section ( 1c ) for installing or removing the crankshaft ( 2 ) is trained.

Piston compressor according to claim 1, in which that of one of the pistons ( 104 ) compressed gas is passed into a compression space which is between the other piston of the piston ( 105 ) and one of the cylinders is formed.

Piston compressor according to claim 1, in which the connecting rod ( 3 ) a first element ( 3a ) and a second element ( 3b ), which are brought into a two-part form and with the crankshaft ( 2 ) and a third element ( 3c ) having an opening with a cross bolt ( 4 ) connected to a connecting portion of the Crosshead ( 5 ) is provided.

Piston compressor according to claim 1, in which each shaft of the pair of intermediate shafts ( 6 ) a large diametrical guide section ( 6a ) for guiding the piston ( 11 ), so that it moves back and forth, and a small diametrical section ( 6b ), which is on the side of the piston ( 11 ) is arranged.

Piston compressor according to claim 1, in which each shaft of the pair of intermediate shafts comprises a guide piston ( 7 ) for guiding the piston ( 11 ), so that it reciprocates, and on an outer peripheral surface of the guide piston ( 7 ) a sealing ring ( 8th ) is attached.

Piston compressor according to claim 1, wherein on an outer peripheral side of the piston ( 11 ) Bar packing seals ( 27 are provided, which are multi-layered in the axial direction and in a high-pressure side sealing portion and a low-pressure side sealing portion are divided by a middle portion of the rod packing seals ( 27 ) is guided in its axial direction to a Ansaugströmungskanal for sucked into the compressor gas.

Piston compressor according to claim 7, in which the rod packing ( 27 ) of the low-pressure-side seal portion has a material softer than that of the bar packing ( 27 ) of the high pressure side seal portion.

Piston compressor according to claim 7, in which the rod packing ( 27 ) of the low-pressure-side seal portion comprises a resin material.

Piston compressor according to claim 1, wherein the Working gas gaseous High pressure hydrogen is and the discharge pressure of the compressor is the same or greater than 40 MPa is.

Piston compressor according to claim 10, wherein on the delivery side of the compressor a filter device ( 111 ) is provided to remove lubricating oil contained in the working gas delivered by the compressor.

Piston compressor according to claim 11, wherein the Working gas gaseous Hydrogen is at high pressure, causing high-gaseous hydrogen Pressure of a gaseous Hydrogen containing device for use in a fuel cell car supplied becomes.